Устройство для управления распиловочным станком

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1273254 А 28 Р 1 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ ПРАВЛЕНИЯ РАСГ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР РО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Специализированная проектноконструкторская технологическая организация "Росавтоматстром"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПИЛОВОЧНЫМ СТАНКОМ(57) Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в камнеобрабатывающеи промьппленности. Может быть использовано, например, для управления распиловкой камня на штрипсовых, станках.Позволяет повысить точность управления. Устройство содержит электродвигатель 1 резания, кинематическисвязанный с пильной рамой 2 посредством маховика с кривошипом 3 и шатуна 4, электродвигатель 5 подачипильной рамы 2, кинематически связанный с ней через опорную раму 6 иподвески 7, датчик 8 нагрузки пильной рамы, триггер 9, элементы задержки 10 и 11, дифференциатор 12,блок задания 13, регулятор 14, интегратор 15, элемент 16 памяти, датчик 17 положения рамы, 2 ил.73254Эловочных станках для рабочей подачиприменяются в основном электродвигатели постоянного тока, то в качестве согласующего элемента могут бытьиспользованы тиристорные преобразователи постоянного тока, например,типа БТУ.Датчик 8 нагрузки пильной рамыпредставляет собой трансформатор 1 О тока, первичная обмотка котороговключена в цепь якоря электродвигателя 5 постоянного тока рабочей подачи пильной рамы 2. Датчик 8 измеряет вертикальную составляющую Гв 15 нагрузки, приложенной к пильной раме 2, с высокой точностью. Вертикальная составляющая в создает навалу двигателя 5 подачи нагрузку(момент сопротивления)20 с = в п(2) где 30 35 40 45 аД коДР:Р -Г до величины напряжения 0 , необходимого для управления электродвигателем 5 (например, прибор РБА).50Между регулятором 14 и электродвигателем 5 может быть включен согласующий элемент в виде преобразователя, который осуществляет плавное регулирование скорости вращения Ф электродвигателя 5 подачи в заданном диапазоне по сигналу управления 0 от регулятора 14. Поскольку в распиор . масе В12Изобретение относится к автоматизации технологических процессов в камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано, например, для управления распиловкой камня на штрипсовых станках.Цель изобретения - повышение точности управления.На фиг. 1 приведено устройство для управления распиловочным станком; на фиг. 2 - временные диаграммы работы.Устройство для управления распиловочным станком содержит электродвигатель 1 резания (главный двигатель),кинематически связанный с пильной рамой 2 посредством маховика с кривошипом 3 и шатуна 4, электродвигатель 5подачи пильной рамы 2, кинематическисвязанный с ней через опорную раму 6и подвески 7, датчик 8 нагрузки пильной рамы 2, триггер 9, элементы задержки 10 и 11, дифференциатор 12, блок задания 13, регулятор 14, интегратор 15, элемент 16 памяти, датчик 17 положения рамы.Блок 13 задания предназначен длязаД задания оптимальной величины Г регулируемого параметра - максимального за ход пильной рамы 2 значенияГ вертикальной составляющейеее нагрузки (под оптимальной понимается близкая к максимально допустиМаксмому значению величина Г в , припревышении которого возможен увод"штрипсовых пил рамы 2). В качествеблока 13 задания может быть взят задатчик типа РЗД.Регулятор 14 служит для сравнения задания Гза АРегулируемого параметра с его измеренным значениеми усиления разностного сигенала- радиус приведения поступательного вертикальногодвижения рамы 2 к валуэлектродвигателя 5, который находится из выраже- ния где- линейная скорость опускания пильной рамы 2;ф - угловая скорость вращенияэлектродвигателя 5 подачи.Момент М , развиваемый электродвигателем 5 постоянного тока, пропорционален току его якоря 3 , т.е.М = сЗ , (4) где С - коэффициент пропорциональности, зависящей от конструкции электродвигателя.Поскольку при установившемся движении ММс, то из выражения (2) и (4) следует, чтоСе г я р (5) Триггер 9, элементы задержки 10 и 11 и дифференциатор 12 предназначены для формирования из периодического переменного сигнала вертикальной составляющей Е нагрузки рамы 2, измеренной датчиком 8, сигнала3 1273 т.е, сигнала, равного максимальному противодействию распиливаемого камня, оказываемому им на пильную раму 2 в момент наиболее тесного контакта штрипсовых пил с камнем при среднем положении рамы 2.На фиг. 2 показана (кривая 18) зависимостьскорости Ч резания пильной рамы 2 от времени 7 ф . Рама 2 совершает возвратно-поступатель О ное движение посредством маховика 3 с кривошипом и шатуна 4 (фиг. 1), поэтому кривая 18 представляет собой синусоиду Т , равную времени двойного хода рамы 2, т.е.Макс, 2 к(7)1 р= 1 ргде 7 р - амплитудное значениескорости. 20Кривая 19 изображает зависимость Г в (1) вертикальной составляющей Г нагрузки рамы 2 от времени, которая является периодической функцией с периодом 25(8)Т= - т 2 поскольку пиление происходит как припрямом, так и обратном ходе рамы 2. щИнтегратор 15 предназначен дляинтегрирования указанной функцииг в (1) в области ее максимума,когда к пилам рамы 2 прикладываетсямакснаибольшее противодавление Е вкамня. Эта область задается выходомтриггера 9, сигнал на котором имеетдлительность , и начинается в момент времени 1, (кривая 20). Благодаря применению интегратора 15 вьде- щляется не мгновенное значение сигнала Г в (1), а среднее за интервалЭто повьппает точность1максизмерения сигнала Г впоскольку в реальных условиях возможны случайные отклонения сигнала Ев отГвмокс(колебания напряжения сети,влияние структуры камня и т.д.).Элемент памяти 16 (кривая 21) служит для хранения вычисленного интегмаксратором 15 значения Ев (кривая22) в течение периода Т функциив (Датчик 17 положения пильной рамы2 служит для синхронизации работы, 55момент срабатывания датчика 17 долженлсоответствовать моменту времени 1,области максимума функции Гв(1). 254 4Для этого он размещается на стенке так, чтобы фиксировать среднее положение подвесок 7 рамы 2. Датчик 17 представляет собой бесконтактный выключатель типа КВП.Устройство работает следующим образом.После установки камня на станке и врезания.в него пил рамы 2 с помощью блока 13 задания устанавливают оптимальное задание Гс уче-том вида камня, количества пил в раме 2 и длины реза; После этого электропривод 5 подачи рамы 2 переводят на автоматический режим работы.В автоматическом режиме в момент прохождения подвесок 7 пильной рамы 2 места установки датчика 17 положения последний срабатывает и выдает импульсы синхронизации Ис (кривую 23). Сигналом Ос триггер 9 устанавливается в состояние "1". На выходе "1" триггера 9 появляется единичный сигнал, который поступает на вход интегратора 15 (фиг. 1) и разрешает его работу. Интегрирование продолжается до,тех пор, пока через времяна выходе элемента 1 О с величиной задержки с не появится импульс датчика 17 положения и триггер 9 не установится в состояние "О". Одновременно на выходе "О" триггера 9 появляется единичный уровень сигнала, который на выходе дифференциатора 12 превращается в импульс, раз. - решающий запись вычисленного интегратором 15 за интервал времени 1,лсреднего значения нагрузки Е с в элемент памяти 16. Элев макс мент 16 хранит величину Ев в течение одного цикла работы станка (периода Т ) до тех пор, пока при обратном ходе пильной рамы 2 на его вход не поступят новое измеренноемаксзначение г в , Для подготовки к работе в следующем цикле интегратор 15 сбрасывается. Этот сигнал появляется через промежуток времени ср, после импульса записи на выходе дифференциатора 12, когда показание интегратора 15 уже нанесено в элемент 16. Интервал с обеспечивается элемейтом 1 1 задержки. В каждом цикле работы регулятор14 сравнивает измеренное значение3(0 МОИГрегулируемого параметра Г - Епоступающее от элемента памяти 16,(11) 45 5с заданным блоком 13 задания значением Г , Если разностьзаА что является следствием вскрытия и начала распила твердых включений в камне, то регулятор 14 уменьшает скоростьподачи пильной рамы 2.В результате давлениемаксе10 штрипсы уменьшается до допустимой величины. Таким образом, прохождение области твердых включений происходит с меньшей производительностью Ц однако она является максимально 15 возможной для сложившейся ситуации.При выходе на более мягкие участкинакскамня величина Гв падает, разность а " становится положительной и устройство отрабатывает скорость 20 подачи рамы 2 в сторону увеличения производительности.Если в силу конструктивных или технологических особенностей станка затруднена установка датчика 17 поло жения в плоскости качания подвесок 7 пильной рамы 2, то в этом случае датчик 17 может быть размещен, например, в плоскости вращения маховика 3, на котором дополнительно устанавливаются два диаметрально противоположных флажка, взаимодействующие при вращении маховика 3. Такая установка датчика 17 эквивалентна приведенной ранее, поскольку при этом частота следования его выходных импульсов синхронизациис =: 2 Ъ (2(10) 40где Ъ - угловая скорость вращенияРмаховика 3,то из выражений (8), (10) и (11)следует, что период синхронизацииравен периоду функции Г (1): Данное устройство позволит повысить точность управления, а следовательно, и производительность распиловки, при этом обеспечивается высокое качество продукции, повышается коэффициент использования оборудования. Формула изобретения Устройство для управления распиловочным станком, содержащее электродвигатель резания, кинематически связанный с пильной рамой, датчик нагрузки, блок задания и электродвигатель подачи пильной рамы, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления, оно снабжено датчиком положения рамы, регулятором, элементом памяти, интегратором, триггером, двумя элементами задержки и дифференциатором, причем датчик положения рамы подключен к одному из входов триггера и к входу первого элемента задержки, выход которого подключен к другому входу триггера, один из выходов которого соединен с одним из входов интегратора и с входом второго элемента задержки, выход которого под-. ключен к другому входу интегратора, другой выход триггера соединен через дифференциатор с одним из входов элемента памяти, выход элемента памяти соединен с одним из входов регулятора, другой вход которого соединен с блоком задания, а выход регулятора соединен с электродвигателем подачи пильной рамы, который подключен к входу датчика нагрузки, выход которого соединен через интегратор с другим входом элемента памяти.1273254 г ставитель А хред В.Када знецов Корректор С.Шек Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная едактор В,Ковтунаказ 6376/13 Т Н ИИПИ по 3035, аж 555осударственного ком елам изобретений и осква, Ж, Раушск Подписноеета СССРкрытийнаб., д. 4/